Assessing internal erosion in a rigid wallpermeameter: theoretical and experimental aspects

A.M. Molina-Gomez, R.P. Chapuis

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Soil Mechanics and Foundations (Advances in Laboratory Testing I)

ABSTRACT: The risk of internal erosion was assessed for a crushed stone, theoretically and experimentally. The theoretical risk was assessed with different methods, all based on the characteristics of the grain size distribution curve. The real risk was evaluated by tests in a clear-wall rigid-wall permeameter, equipped with five lateral piezometers. Precautions were taken to start with a homogenous specimen, and start with a fully saturated condition. At the beginning of each test, the local gradient values were equal, indicating a homogeneous specimen. Many physical results, collected during each test, are presented. The displacement of fine particles was observed and documented. The hydraulic conditions included a series of steps, each with a mean constant gradient. Each experiment included series of either upward or downward vertical seepage to assess the influence of the flow direction upon the internal erosion process. During the tests internal erosion created preferential seepage paths, which were visually identified using coloured water as a tracer. In addition, several non-reactive tracer tests were conducted at different gradient steps, which enabled to quantify a reduction in effective porosity during the internal erosion process, due to the creation of preferential seepage paths.

RÉSUMÉ: Le risque d™érosion interne a été évalué pour une pierre concassée, en théorie et en pratique. Le risque théorique a été évalué par différentes méthodes, toutes basées sur la courbe granulométrique. Le risque réel a été évalué par des essais en perméamètre à paroi rigide et transparente, équipé de cinq piézomètres latéraux. Des précautions ont été prises pour débuter avec un spécimen homogène et dans des conditions saturées à 100%. Au début de chaque test, les valeurs locales du gradient étaient égales, indiquant un spécimen homogène. De nombreux résultats physiques, recueillis pendant les essais, sont présentés. Le déplacement des fines particules a été observé et documenté. Les conditions hydrauliques incluaient une série d™étapes à gradient moyen constant. Chaque expérience incluait des séries d™étapes à écoulement vertical ascendant ou descendant pour évaluer l™influence de la direction sur l™érosion interne. Pendant les essais, l™érosion interne a créé des chemins préférentiels d™écoulement, visuellement identifiés par de l™eau colorée utilisée comme traceur. De plus, plusieurs essais de traceur non réactif ont été menés à différentes étapes de gradient, ce qui a permis de quantifier la réduction de la porosité effective pendant le processus d™érosion interne, à cause de la création de chemins préférentiels.

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